如何客观理解xR的概念和前景？

如何客观理解xR的概念和前景？

自1933年电影《金刚》应用“邓宁蓝幕技术”到今天，绿幕抠像+后期制作是现下绝对主流的特效视频拍摄方式。

人们可以将演员或实物，放置在任何剧情需要的奇幻炫酷场景中。

从《阿凡达》瑰丽奇异的潘多拉星球，到《流浪地球》的冰封北京城，从虚拟演播室里的卫星云图展示，到2021年央视春晚中刘德华和现场演员的同台互动。

均采用了绿幕抠像+三维场景渲染技术！

但是时至今日，这项技术仍有一些无法规避的问题。

比如无实物表演，演员需要在纯粹的绿箱环境中依托想象力进行表演。

再比如光线问题，怎样让绿箱中的演员/物体呈现出真实的周边光线反射效果？尤其是金属、珠宝、汽车这类带有镜面材质的物体？

毕竟光线修复一向是影视后期人员工作内容的重要组成部分。

而此时，扩展现实（Extended Reality，简称xR）技术正日趋成熟，并频繁亮相在公众眼前。

一/是什么——xR定义

xR词汇的提出，可以追溯到CO Allen于2014年的申请的一份专利《Method for creation ofaugmented reality medium i.e. extended reality medium, involves detectingaugmented reality contents based on determination that reality data correspondsto given acquisition event data》，文中将xR作为AR的别称进行使用，约2年后，一些国际媒体服务器厂家开始在市场中尝试推广xR的概念。

xR到底是什么？

众说纷纭。但为了方便继续讲述，我们在此先对xR做一个定义，xR（Extended Reality）即通过摄像机追踪与实时图像渲染技术，使显示介质（LED/投影碗幕）及显示介质外的虚拟场景实时跟踪摄像机视角，在摄像机镜头前与现实拍摄画面合成，从而营造出无限空间感的技术。

不好理解？没关系，下面会进一步解释。

对于xR是VR、AR、MR等多种技术统称及其他说法，在此不作讨论。

二/为什么——xR原理

想要了解xR原理，我们需要先理解透视。

因为xR技术贯通虚拟与现实的桥梁，正是建立在透视的基础之上。

那些把人物P在一个个旅游景点前的合成照片，有的能“以假乱真”，有的却能一眼看出“作假”。为什么？

虚假的原因千奇百怪，真实的条件千篇一律。

条件之一是它们必须具备正确的透视关系。

透视学，在平面上再现空间感、立体感的方法及相关的科学。

为了满足透视这一自然科学原理，如果想要制作一张以假乱真的合成照片，照片上的所有物体都必须在空间中拥有统一的透视点。

简单讲，如果照片中的背景是采用俯视的角度拍摄的，那么需要合成的那个人，绝不能采用Ta仰视下的形象。

这是在二维平面上，混淆虚拟与现实的做法。

那么在三维空间中呢？

如果要合成一段视频，我希望演员身处室内，然而在镜头下其身后却是一整片森林，除了利用绿幕，还有什么方法？

如果摄像机镜头固定且位置合适，甚至可以在演员身后直接挂一面巨幅的森林图案画布，只要演员和背景平面都在镜头下呈现出正确的透视关系，就能满足一些最初级的需求。

与那些合成照片一样。

但镜头一旦移动，背景森林实为平面画布的事实便无论如何也无法遮掩。

实际上，场景背景的真实感，正是在镜头移动的过程中得到塑造并增强的。在镜头推拉摇移的每一帧，如俯瞰时的大全景、跟拍时的中景——演员的身后都应当呈现出一个在这个位置、这个角度，满足真实透视关系的背景场景。

如果当摄像机旋转或改变角度时，演员身后的背景也能契合摄像机镜头同步完成角度的改变，就好了。

这个技术，就是xR技术。

审核编辑 黄昊宇